Metanolekonomi – en möjlighet att hantera koldioxidproblemet

Jag har nu åter förmånen att få publicera en artikel av Per-Olov Käll, som skrevs för några dagar sedan. Han är professor emeritus i oorganisk kemi vid Linköpings universitet, på senare år alltmer intresserad av resurs- och energifrågor. Han försöker kombinera det yrkesmässiga naturvetenskapliga intresset med intresset för kultur och historia. Han har tidigare skrivit en viktig analys av Macchiarini-affären, en av de största skandalerna i landet under senare år. Kommentar till KI-rapporten om Macchiarini. En artikel i november förra året behandlade just klimatfrågan Svenskt genombrott i energiforskningen kan gynna klimatet! medan en tidigare i somras behandlade CCS (utvecklas nedan).

Nyligen visades på Kunskapskanalen programmet ”Fossilbranschens sista strid” av vetenskapsjournalisten Jens Ergon. Programmet är välgjort och intressant, som ofta är fallet med Ergons arbeten. (Programmet kan ses på SVT Play på länken https://www.svtplay.se/video/14034616/fossilbranschens-sista-strid/dokument-utifran-fossilbranschens-sista-strid-fossilbranschens-sista-strid?start=auto .)

Sina förtjänster till trots lider programmet av den typiska ytlighet, som utmärker mycket av miljödebatten i media och politik. Man får nästan intrycket att vi är på god väg att lösa världens klimat- och energiproblem. Och lösningen stavas sol och vind, elbilar och litiumjonbatterier.
Kolkraftverk svenskaSvenskt kolkraftverk
-Simple, my dear Edison! Allt som behövs är kreativt entreprenörskap!

I en diskussion om klimat och energi är det nödvändigt att ha en viss uppfattning om proportioner. Det tror jag i och för sig Ergon har, men av någon anledning låter han bli att synliggöra dessa proportioner. Om man därför tittar i BP Statistical Review of World Energy 2017, (denna statistiska sammanställning kan laddas ner på https://www.bp.com/content/dam/bp/en/corporate/pdf/energy-economics/statistical-review-2017/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf ), finner man att världens totala energikonsumtion år 2016 uppgick till lite drygt 13 276 miljoner ton oljeekvivalenter (toe). Uttryckt i energienheten joule (J) motsvarar ett ton råolja, beroende på oljans kvalitet, ungefär 42 GJ (giga joule) eller 11 667 kWh (kilowattimmar). De förnyelsebara energiformernas, dvs. sol + vind, andel av totalförbrukningen uppgick, trots den snabba utbyggnaden, till endast 2.9%. De fossila bränslena (olja + gas + kol) svarar alltjämt för 78.4% av energikonsumtionen, där oljan utgör 30.5%, kolet 25.8% och gasen 22.1%. Kärnkraftens andel anges faktiskt till inte mer än 4.1%, biobränslenas till 8.2% och vattenkraftens till 6.3%. Möjligheten att bygga ut den senare anses vara begränsad. (Biobränslen räknas ibland in bland de ”förnyelsebara” bränslena, vilket är högst tveksamt då produktionen av dessa biobränslen sällan sker på ett långsiktigt hållbart sätt.)

Som jämförelsesiffra kan nämnas att Sveriges energiförbrukning 2016 uppgick till 52.2 miljoner toe (= 609 TWh), vilket motsvarar lite knappt 0.4% av världsförbrukningen. I genomsnitt konsumerar en svensk 3 gånger mer energi än den genomsnittliga världsmedborgaren. Då skillnaden till viss del beror på vårt större behov av uppvärmning i ett kallare klimat är svenskens överkonsumtion av energi mindre än man kanske kunde vänta sig.
Oljeraffinaderi GötenborgOljeraffinaderi i Göteborg
Oljan intar en särställning i världens energiförsörjning på så sätt att mer än 9/10 av alla transporter är oljebaserade. Oljan är också avgörande för vår storskaliga matproduktion, då den utgör råvara för traktorernas bränsle och krävs för framställningen av konstgödsel, bekämpningsmedel med mera. Olika studier visar att för varje kalori föda som hamnar på matbordet har det gått åt 5-10 kalorier fossilt bränsle för att producera den. På sikt är detta sätt att producera mat förstås ohållbart. Men det är specifikt för vår egen tidsepok, det kapitalistiska industrisamhällets.

Det behöver inte sägas att det kommer att ta avsevärd tid, åtminstone flera decennier, innan de fossila bränslena helt kan fasas ut. Det insåg man på klimatmötet i Paris, COP15, för snart två år sedan, där man inte – tvärtemot vad många tror – räknar med en minskad användning av fossila bränslen under de närmaste decennierna. Vad man istället sa sig hoppas på är att den koldioxid, som användningen av fossila bränslen oundvikligen ger upphov till, ska kunna samlas in och lagras i marken, så kallad CCS-teknik (Carbon Capture and Storage). Om Parismötets syn på den framtida energiförsörjningen kan man med fördel läsa professor Kjell Alekletts artikel i GP 05.04.2017. GP-artikeln

Jag har i ett tidigare inlägg på denna blogg framfört tvivel på att CCS-tekniken är genomförbar i den skala som är nödvändig för att den ska få betydelse för klimatet, Om Trump, Merkel, Tysklands ekonomiska rumpa och klimatet. Här tar jag upp frågan om det finns något annat sätt att hantera koldioxidproblemet på som undviker lagring i marken.
CCS koldioxidförvaring
Ett grundläggande problem med produktionen av förnyelsebar energi är att vi IDAG inte har någon möjlighet att vare sig konstruera, uppföra och underhålla sådana anläggningar utan att utnyttja fossilt bränsle, i synnerhet olja. Argumentet gäller även för anläggningar för kärnkraft och vattenkraft. Tanken att vi till exempel skulle kunna bygga hundrameterhöga vindkraftsparker till havs med hjälp av batteridrivna långtradare och fartyg är tekniskt mycket tveksam. Om elnätet slås ut i en snöstorm vill de som ger sig ut i markerna för att reparera skadan knappast förlita sig på batteridrivna terrängfordon. Än mindre framstår batteridrift som ett alternativ om man måste använda sig av helikopter.

Jag går inte in på de allvarliga frågetecken som finns rörande den miljöpåverkan en framtida gigantisk produktion av litiumjonbatterier kan ge upphov till, (men se gärna https://www.svt.se/nyheter/inrikes/elbilens-batteri-kan-vara-en-klimatvarsting). Det är heller inte klart om den fysiska tillgången på metaller som litium och kobolt räcker till och kan utvinnas till rimlig kostnad. Även om elbilen gör storstädernas luft lättare att andas är det i varje fall ännu inte klart bevisat att man inte endast flyttar miljöproblemet från ett ställe till ett annat. Om dessa frågor har Pål Steigan nyligen framfört några kloka ord i debattinlägget ”Elbilen har repor i lacken”. här

Koldioxidproblemet är inte begränsat till användningen av fossila bränslen. Vissa industriella processer svarar för betydande koldioxidutsläpp, även om den utnyttjade energin är icke-fossil. Viktiga exempel är produktionen av cement samt av stål (järn) och aluminium. I cementtillverkningen upphettas kalksten (CaCO3) för att få fram den i cement aktiva substansen kalciumoxid (CaO, ”bränd kalk”). När kalksten sönderdelas termiskt frigörs CO2. Vid framställningen av järn och aluminium används kol för att ta hand om malmens syreinnehåll (kemisk reduktion), varvid kolet oxideras till CO2. Det har hittills visat sig tekniskt mycket svårt att framställa järn och aluminium utan att använda kol, i varje fall till hanterbara kostnader. En annan betydande koldioxidkälla är jordbruket, där nötboskap, jordar och risodlingar avger stora mängder CO2.

Enligt USA:s miljövårdsmyndighet Environmental Protection Agency (EPA) – av Donald Trump kortsynt hotat med nedläggning – fördelar sig de av människans ekonomiska aktiviteter orsakade koldioxidutsläppen i världen på följande sätt:

Jordbruk 9%

Boende & affärsverksamhet 12%

Industri 21%

Transporter 27%

Elproduktion 29%

(Data från 2015 på länken https://www.epa.gov/ghgemissions/sources-greenhouse-gas-emissions.) Tilläggas kan att de årliga CO2-utsläppen uppgår till ca. 36 miljarder ton (Gt). Av denna massa stannar ungefär hälften (18 Gt) kvar i luften och resten tas upp av växtlighet och hav. Det årliga tillskottet på 18 Gt CO2 till atmosfären motsvarar en ökning av atmosfärens koldioxidhalt med 2 ppm (parts per million) per år. Idag är atmosfärens CO2-halt 407 ppm; 1958, när mätningarna inleddes, var den 315 ppm.
IND-037 OLJA_SLUT.indd
2006 utgavs boken ”Beyond oil and gas: The Methanol Economy”, (sv. titel ”Bortom olja och gas”, Industrilitteratur, 2007) av tre författare, bland dem 1994 års Nobelpristagare i kemi professor George Olah. Namnen på de två övriga är G. K. Surya Prakash and Alain Goeppert. Författarna hävdade att en vätgasbaserad ekonomi – som länge har ansetts som det enda miljömässigt godtagbara alternativet till den fossilbaserade – hämmas av stora praktiska och tekniska problem.

Till dessa svårigheter hör att vätgas av volymmässiga skäl måste lagras under högt tryck, att gasen är synnerligen flyktig och att den är korrosiv mot vanligt stål. Vätgasens stora fördel är att den kan framställas genom elektrolys av vatten, där elen med fördel kan generas med hjälp av sol- eller vindenergi. När vätgasen förbränns, t.ex. i en bränslecell, bildas endast ofarlig vattenånga.

Olah, Surya Prakash och Goeppert föreslog nu att man istället för att direkt förbränna vätgasen borde reagera den med koldioxid och på detta sätt framställa nyttiga kolväteföreningar. De föreningar som hittills ägnats mest uppmärksamhet är metanol (CH3OH, MeOH) och dimetyleter (CH3OCH3, MeOMe). Båda föreningarna är utmärkta fordonsbränslen, där metanol kan ersätta bensin och dimetyleter diesel.

Reaktionen att framställa metanol, som även kallas träsprit, kan med kemiska symboler beskrivas:

CO2 + 3 H2 —-> CH3OH + H2O

Även om reaktionen ser enkel ut på pappret krävs kvalificerat kemiskt-tekniskt kunnande för att åstadkomma den i praktiken. Reaktionen sker vid högt tryck och förhöjd temperatur (50 atmosfärer, 250 grader Celsius) och i närvaro av katalysator, (till exempel zirkoniumdioxid, ZrO2, och koppar, Cu).

Tekniken är numera väl känd och på Island finns en fabrik, som producerar metanol från koldioxid och vätgas. Professor Olah, som avled i mars i år, hörde till anläggningens initiativtagare, och produktionskapaciteten (anläggningen är i pilotskala) anges till 4000 kubikmeter metanol per år. Författaren till dessa rader hade för några år sedan möjligheten att själv göra ett studiebesök på platsen. (Carbon Recycling Internationals hemsida hittas på här.)

Det intressanta med denna teknik är att den erbjuder ett alternativ till lagring av koldioxid i marken. Om förnyelsebar energi används för att driva processen kan den sägas vara ett slags teknisk motsvarighet till fotosyntesen.

Några tidigare artiklar om klimatfrågan här.
Om Trump, Merkel, Tysklands ekonomiska rumpa och klimatet
Bra klimatavtal? Eller ett ”avtal” som inte är ett avtal
Hur bör socialister och andra diskutera klimatfrågan?
Bill Gates: Kapitalismen kan inte rädda klimatet. Är han socialist?
Svenskt genombrott i energiforskningen kan gynna klimatet!
Hur går klimatet? Åt skogen!Jorden slår klimatrekord – under tystnadEtt klimatavtal för de rika till skada för de fattiga?Kan man verkligen hindra klimatkatastrofen??

i Andra om: , ,, , , , kapitalism, , , , , , kapitalism, ,

  11 comments for “Metanolekonomi – en möjlighet att hantera koldioxidproblemet

  1. Sven-Ingvar Lundahl
    10 september, 2017 at 11:22

    Inte för att jag vill måla fan på väggen, men Professor Charles A S Hall utreder mycket noga i sin bok ”Energy and the Wealt of Nations” nettoenergin. Han kallar detta EROI. Även vår käre Björn Gillberg har väl hållit på i några år nu utan att lyckas något nämnvärt med att göra bränsle av trä i stor skala. Problemet med både etanol och metanol är att det går åt nästan lika mycket energi till framställningsprocessen som den energi man får ut vid dess förbränning:

    Charles Hall: https://www.youtube.com/watch?v=HZOAovp0S6s

    Forskning och framsteg: http://fof.se/tidning/2007/7/etanol-sloseri-med-resurser-och-energi-0

    Även Exergiakademin tar upp problemet: http://www.exergiakademin.se/

  2. Per-Olov Käll
    10 september, 2017 at 13:33

    Det är sant: den så kallade Energy Return On Invested (EROI) är i allmänhet dålig för biobränslen. En huvudförklaring till varför flyget inte använder biodiesel utan fossilt flygfotogen är den stora skillnaden i kostnad mellan de två bränslena. Den höga kostnaden för biodieseln reflekterar bränslets låga EROI. Att framställa metanol från koldioxid och vätgas (”metanolekonomi”) är också energimässigt ofördelaktigt, ty vätgasen kan endast erhållas genom en energikrävande process (elektrolys av vatten). Det intressanta med metoden är att den representerar ett alternativ till att lagra CO2 i marken (CCS-teknik), vilket även det är energikrävande och – såvitt jag förstår – helt improduktivt. Kanske rent av farligt om vi börjar lagra riktigt stora mängder.
    För övrigt är Charles A S Hall en mycket intressant energiforskare.

  3. Korp
    10 september, 2017 at 15:49

    De stora larmen från ”klimatisterna” har oftast visat sig fel. Självklart skall vi värna miljön och stoppa nedsmutsning från utsläpp av olämpliga substanser. Nedfallet av svavel dödade inte skogarna utan fungerade som gödning. Sälarna dog av virus, inte av människans utsläpp. Men koncentration enbart på ”klimat” leder till misshushållning av de resurser vi har.
    Jorden har blivit grönare, eftersom den ökade halten koldioxid gynnar växtligheten. De svältkatastrofer som nu uppstått kan hänföras till dubblad eller tredubblad befolkning och krig. Jordskreden beror vanligen på att människorna avverkat de träd, vars rötter höll slänterna stabila. Översvämningarna blivit allvarligare på grund av att naturliga våtmarker dränerats och bebyggts med vägar och byggnader.
    Harvey är inte tecken på ökande frekvens av orkaner. Precis tvärtom. Den kom efter en period då USA varit utan stora orkaner, som varat nästan 9 gånger längre än vanligt. Normalt kommer sådana med 500 dagars mellanrum. Nu var det över 4.000 dagar sedan sist. Skyfallet var exceptionellt, men det finns inga data som kopplar det till halten koldioxid i luften.

  4. arbetarklass
    10 september, 2017 at 20:35

    Metanol låter inte som något bra bränsle i stor skala därför det är så giftigt. Vill man ha så giftiga produkter i dagligvaruhandeln?

    Etanol som egentligen är ren sprit verkar bättre och finns redan som bränsle till bilar. Det är inte särskilt dyrt, strax över tio kronor litern, och kan göras av restprodukter från skogen som till exempel bark och tillför heller inte någon koldioxid till naturen så varför gör man inte större satsningar där? Det gjordes en satsning för Etanol till bränsle för bilarna men den har fått dåligt rykte och försäljningen blev inte vad som väntades. Det känns fel tycker jag eftersom etanolen inte ger så farliga avgaser som bensinen. Det är bara att jämföra, tänder man eld på bensin så brinner den med en svart sotande och giftig rök men tända eld på sprit kan man göra inomhus utan det kommer rök och farliga avgaser. Hos tandläkarna förr fanns alltid en brinnande spritlampa för att desinficera intrumenten. Det är inte etanolen som är fel för bilarna, det är istället biltillverkarna som inte lyckats eller haft tillräckligt med intresse för att göra bilarna driftsäkra för etanolbränslet vilket fått bilisterna att tveka tanka etanolbränsle i sina bilar.

  5. Sven-Ingvar Lundahl
    10 september, 2017 at 21:17

    Bensin är också väldigt giftigt, men kan ändå köpas av i stort sett vem som. Men Kina är en energikälla på spåren som skulle kunna lösa världens energiproblem, nämligen metanhydrat från havsbottnarna. Detta löser dock inte att 100 procent av det som det kapitalistiska samhället producerar hamnar på soptipparna i form av förbrukade resurser.

    En annan icke nämnd energikälla av samma magnitud, men bannlyst i västvärldens press, är de ”nya” ryska bridreaktorerna, BN-1200. Varför skrivs det inte om dessa? Ja, man kan bara konstatera att det ligger stora ekonomiska intressen i dagens oljeindustri.

    • Per-Olov Käll
      11 september, 2017 at 10:59

      Jag skrev för inte så länge sedan på denna sida om den briderteknik, som utvecklas vid KTH i Stockholm:

      http://jinge.se/allmant/svenskt-genombrott-i-energiforskningen.htm

      Ett kommersiellt utnyttjande av bridertekniken ligger rimligtvis närmare i tiden än motsvarande utnyttjande av fusionstekniken, som ännu förefaller osäker om den kommer att kunna realiseras.

  6. Korp
    11 september, 2017 at 15:21

    ”Klimatister” kallas de som gärna blandar ihop begreppen miljö, (som vi faktiskt kan göra något åt) med klimat som vi inte kan göra något åt.
    Klimatet är den grund som den nya grönröda formen av socialism vilar på, efter Sovjetunionens sönderfall.
    När nu inte socialismen fungerar så kanske klimatismen kan fungera? Klimatisterna jobbar oförtrutet på och påstår med ogenerad bestämdhet att vi människor kan påverka klimatet.
    https://www.frihetsportalen.se/2013/08/ian-plimer-forklarar/

  7. Benny
    11 september, 2017 at 15:27

    CO2-”problemet” har överdrivits av skattehöjarpolitker och ”klimatforskare” då det ju är en outsinlig gruva för pengar från skattebetalarna. Man kan läsa mer om myglet på bloggen klimataupplysningen för den som är intresserad av sanningen. ”Klimathotet” är ett MSM-projekt från början till slut!

  8. Martin Kullberg
    12 september, 2017 at 07:30

    Intressant som vanligt.

    Jag satt själv och räknade lite på det här med energi. Jag räknade på biobränslen och då växtlighet är så erbarmligt ineffektiva, så verkade en ersättning av oljan rakt av leda till att vi måste elda upp precis allt som växt varje år på landbacken i alla fall. Det gör ändå problemet lösbart och kan man räkna ut att det faktiskt går, då vet vi det, det är inte omöjligt. Jag är glad att du inte gör som många alarmister, försöker visa uppgiften som omöjlig, det finns en sorts miljöfatalism hos folk numera. Men av mina kalkyler visade det sig att det behövs lösningsmångfald.

    Man bör undvika den enfald många hamnar i, när de tänker sig att biogas, elbilar osv skall lösa samtliga världens energiproblem. Det är inte rimligt att kräva detta av någon lösning. Men till skillnad från olja, så finns all materia som gick åt för att producera ett batteri kvar när det förbrukats. Sådana förflyttningar av problematik är givetvis bra, även om allt inte kan drivas med batteri. Vi kommer alltid behöva portabla bränslen, biogas, metanol osv är alla nödvändiga

    Hur ser det ut med energitillgången, ja, det finns faktiskt gott om energi. Jag blev förvånad när jag satt och räknade på familjens kåk i norrland och jag upptäckte att på plåttaket på den kåken faller under sommarmånaderna mer energi än vad som krävs för att värma upp kåken hela året. Det är i norrland.

    Räknar man på problemet, så inser man att det går att lösa, även om det kräver en stor ansträngning och i dagens ekonomi är inte organisk tillväxt av verksamheter realistisk ens när det gäller vanliga konsumtionsprodukter. Skall man få tillstånd produktion av metanol, så måste man storsatsa, banker och institutioner måste bygga dessa anläggning för det står ingen vid pumpen och efterfrågar metanol, precis som ingen efterfrågade biogas eller etanol vid bensinstationen för 20 år sedan.

    Dessutom byggs det väldigt mycket kärnkraft i världen, som man kan läsa om på world-nuclear.org. När det gäller kärnkraft vill folk gärna framhålla spännande ny teknik inom kärnkraften och den är givetvis intressant, men ser man till det som faktiskt byggs, så är det huvudsakligen kärnkraft som glorifierade ångpannor, beprövat och inte behövs det heller så många reaktorer av mer spännande karaktär heller för att förse ångpannorna med bränsle eller andra applikationer man kan tänka sig för dessa reaktorer. Men det märks även här i Sverige att kärnkraften får ett uppsving, det går bra för våra svenska kärnbränsletillverkare.
    Men jag tror ändå inte riktigt på kärnkraft som en primär energikälla, men ett kärnkraftverk kan lastbalansera ett elnätt och moderera det extremt bra, vilket behövs för ett elnät med allt fler olika energikällor på. Pratade med produktionschefen på ett kraftvärmeverk efter en storm, han hade behövt elda, men det kostade dem pengar att stoppa på elkraft på nätet eftersom det blåste så mycket att vindkraften genererade ett kraftigt överskott. Det var då jag insåg att om man bygger ut vindkraft så passerar man en punkt där man har överkapacitet, det skulle till exempel vara ett enormt slöseri med resurser att köra allt på vindkraft, för då skulle större delen av dessa verk stå stilla när det blåser till lite, för på ett kraftnät kan man inte stoppa in mer ström än vad som förbrukas.

    Nej, lösningsmångfald är vägen fram. Sätta koldioxid i rotation är rimligare än att lagra den.

  9. Korp
    12 september, 2017 at 11:25

    Det är inte det påstådda förändrade klimatet som utgör det stora hotet mot livet på jorden, utan globalismens hänsynslösa rovdrift på jordens levande system, som nu kan ske under radarn, medan miljörörelsen sitter insnöade och sprider falska klimatlarm.
    Trots mer än 25 år utan någon global uppvärmning och total brist på överensstämmelse mellan skrivbordsmodellerna och verkligheten har globalisterna genom en intensiv propaganda, (i av dem själva kontrollerade MSM) lyckats hålla föreställningen om en förestående klimatkatastrof vid liv.
    Svenska politiker kan inte öppna munnen utan att nämna klimatet, trots att de aldrig riktigt begripit vad de pratar om.
    Den etablerade miljörörelsen har svalt betet och ägnar nästan hela sin opinionsbildning åt skrämselpropaganda om klimatförändringar som inte inträffar.

    • Martin Kullberg
      12 september, 2017 at 13:08

      Det ironiska med hela klimatdebatten är att allt det som man måste göra för klimatet, nästan, bör man göra i alla fall. Man bör se till att skaffa fler och bättre energikällor, man bör effektivisera energianvändningen och man bör effektivisera produktionssystemen.

      Det behövs även för ditt mantra om ”lebensraum”. Men skaffa dig en jordglob så att du får de rätta proportionerna på vår planet. Då ser du direkt att det bor 500 miljoner människor i Europa, som är litet som huvudet på en svullen fästing.

      Lebensraumsnacket handlar om samma sak idag som för 75 år sedan…

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

*